电熔焊接冒烟有事吗白刚玉的特点？

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2023-09-11 09:55 标签： 电熔焊接冒烟有事吗
#耐火材料#刚玉用于耐火材料的特性主要有这几个特点：1、较高的强度和耐磨性；2、抗酸性渣的侵蚀和渗透：各类刚玉主晶相为a-Al2O3，具有较好的抗酸性渣的侵蚀和渗透能力。炼铁过程中产生的渣一般为酸性渣，SiO2含量较高而CaO含量较低。炼铁行业普遍采用Al2O3基耐火材料作为内衬，如高炉本体的高铝砖、出铁沟的Al2O3-SiC-C质耐火材料（浇注料和捣打料）、炮泥（Al2O3-SiO2-SiC-C质）、铁水包和鱼雷罐等用Al2O3-SiC-C质耐火材料（浇注料和耐火砖）等。3、材质和性能的多样性：刚玉主晶相为a-Al2O3，可以和许多氧化物和非氧化物相复合，提高了自身的一些性能，如抗热震性，抗渣（酸性或碱性）侵蚀性等。与SiO2复合形成刚玉莫来石质耐火材料，与MgO复合形成刚玉-尖晶石质质耐火材料，与锆英砂（ZrO2和SiO2）复合形成Al2O3-SiO2-ZrO2质耐火材料，与碳化硅和碳复合形成Al2O3-SiC-C质耐火材料等等；4、结合方式的多样性，刚玉和各种结合剂相容性较好，可以采用多种结合方式，比如高温烧结、低温结合等等，可以赋予材料不同的特性。刚玉在耐火材料中主要分为定型产品和不定型产品两大类。定型产品主要有：1、刚玉质耐火材料制品：Al2O398%以上，自结合固相烧结高纯刚玉制品，结合相主要是刚玉，还有少量莫来石等，主要应用在石化工业气化炉、炭黑反应炉、造气炉、氨分解炉、二段转化炉、耐火陶瓷工业的高温超高温窑炉、冶金工业的高炉等。2、改性高铝砖：低蠕变高铝砖：对于蠕变温度为1500-1550的高铝砖，加入部分电熔刚玉和硅石原料可制得低蠕变率高铝砖。磷酸盐结合高铝砖：以特级或一级高铝矾土熟料为主要原料，磷酸溶液或磷酸铝溶液为结合剂，加入少量电熔刚玉、莫来石等，强化基质，于400-600热处理而制成的化学结合耐火制品。主要应用在炼铁热风炉、水泥窑、电炉顶、钢包等。3、刚玉-莫来石制品：采用电熔白刚玉、板状刚玉、电熔莫来石等原料，经配料、混料、高压成型，高温窑中烧制而成。制品主晶相为刚玉，结合相为莫来石。主要应用在陶瓷工业的高温烧成窑及其推板、承烧板等窑具。不定型产品：各类刚玉原料可作为制备不定形耐火材料产品的骨料和粉料，根据不同结合剂，按施工方式可分为以下类别：耐火浇注料：刚玉质、刚玉-尖晶石质、刚玉-SiC-C质耐火可塑料：刚玉质，骨料：各类刚玉；结合剂：水玻璃、磷酸盐、有机结合剂。耐火捣打料：刚玉质，骨料：各类刚玉；结合剂：磷酸、磷酸盐等耐火泥浆：用于刚玉质耐火砌体的接缝
　　电熔刚玉作为一种高档耐火材料，具有优良的性能，原料可作为骨料和基质生产不定形耐火材料，熔铸刚玉砖广泛应用于高温窑炉和高温冶金设备。电熔刚玉是以锻烧氧化铝或铝矾土为原料，经电弧炉在还原气氛下熔融并与金属和其它杂质分离，再经冷凝而制得。根据所用原料和熔炼工艺的不同，常见的品种有：电熔白刚玉、电熔棕刚玉、致密电熔刚玉(低气孔刚玉)、矾土基电熔刚玉(俗称高铝刚玉、亚白刚玉)和锆刚玉等。　　今天千家信耐材的小编就带大家就电熔白刚玉和电熔棕刚玉的区别及性能展开对比，详细了解两者之间的关系：1、电熔白刚玉　　现在通常所说的“熔融氧化铝”一般是指“电熔白刚玉”。它是以煅烧氧化铝或工业氧化铝为原料，在电弧炉内高温熔化而成，Al2O3≥99%，白色，块料，显气孔率6%~10%，主晶相为α-Al2O3，晶体为长条形和菱形，而且往往呈骸状晶体。由于原料很纯，在电炉作业中不发生化学反应，但熔融液体的温度、冷却速度等对块料的结构有很大的影响。在均质方面，重要的是获得尽可能致密的块料。原料中的Na2O凝固时形成β-Al2O3，容易集中在块料的中央部位，会对耐火材料、研磨材料带来不利影响，所以必须注意原料中Na2O的含量。此外，块料中尚有少量的霞石、玻璃相等。2、电熔棕刚玉　　棕刚玉是以天然铝矾土为原料，以碳素(主要是焦炭)为还原剂，同时加入铁屑为沉降剂(澄清剂)，以形成硅铁沉于电炉炉底。　　棕刚玉呈棕褐色，一般Al2O3≥94.5%，SiO2≤3.5%，TiO2≤3.5%，Fe2O3≤1%。矿物组成以α-Al2O3为主，晶体形状中心部分为菱形、厚板形和带有裂纹的颗粒，周边有较多的氧化硅、氧化钙熔体结晶，呈长板状、最粗大晶粒呈骸状片晶。由于杂质尚未完全除去，因此棕刚玉中还含有六铝酸钙、钙斜长石、尖晶石、金红石等次晶相及玻璃相、铁合金和固溶体等。棕刚玉的色调在很大程度上依赖于残存在制品中的氧化钛。　　棕刚玉主要用做磨料。近年来已用做大、中型高炉出铁钩浇注料和出铁无水炮泥的骨料及制造普通刚玉砖(包括高铝碳化硅转)的原料。　　关注千家信耐材，关注您身边的耐材专家!发布于 2019-05-28 11:16
刚玉质耐火材料也可称为氧化铝耐火材料，一般是指Al2O3含量大于98wt.%的耐火材料，其主晶相为α-Al2O3，是高熔点氧化物中最为成熟、开发最早、用途最广的耐火材料。刚玉质耐火材料的应用基本覆盖了所有的高温工业领域，如黑色冶金、有色冶炼、水泥工业、玻璃工业和煤化工领域的各类窑炉等。1、刚玉及铬刚玉的分类刚玉质耐火材料种类繁多，传统的刚玉质耐火原料有白刚玉、板状刚玉、亚白刚玉、致密刚玉、棕刚玉和铬刚玉等。上述五种刚玉的典型技术特征如表1所示。其中白刚玉是以工业氧化铝或煅烧氧化铝为原料熔融、冷却而得的产品，因原料本身的特性导致白刚玉的气孔率较高，且包含较多的封闭气孔；致密刚玉以工业氧化铝为原料，加入一些外加剂在电弧炉中熔炼而成，其特点是致密度较高；棕刚玉是以高铝矾土轻烧料为原料，添加少量碳和铁屑于电弧炉中熔炼而成；亚白刚玉一般又称为矾土基电熔刚玉，它是以一级或特级矾土为原料，加入还原剂等经高温熔炼而成，上述四种刚玉均以电熔法制得。除此之外，还有烧结法制的刚玉原料，如板状刚玉。烧结刚玉是以工业氧化铝为原料，经高温煅烧制得的低气孔率氧化铝。表1常见刚玉原料的典型特征除上述以Al2O3为主要组成获得的刚玉原料外，因Cr2O3和Al2O3具有相似的晶体结构，两者可以形成结构稳定的铝铬固溶体，一般称之为铬刚玉。铬刚玉根据所含氧化铬含量的不同分为三类：宝石级、磨料级和耐火级铬刚玉。其中宝石级铬刚玉和磨料级铬刚玉不应用于耐火材料领域，耐火级铬刚玉为耐火材料领域高性能耐火原料，其Cr2O3含量的分布比较宽泛，一般为3~70wt.%，但根据实际应用需求会相应扩展，以便取得预期的服役效果。上述三种铬刚玉的性能如表2所示。表2铬刚玉的典型特征2、刚玉及铬刚玉的结构与组成刚玉晶体结构属三方晶系，为R3c空间群，刚玉晶体属三方晶系，可取菱面体晶胞和六方晶胞，菱面体边长为a=0.517nm，其平面角为α=55°17’，每个晶胞包含Z=2个分子，即10个离子。刚玉晶体结构可以看成O2-离子按六方紧密堆积排列，即ABAB……两层重复型，而Al3+填充于2/3的八面体空隙中。Cr3+半径为0.620，Al3+的半径为0.535，根据经验公式(1)，离子半径差值小于15%;同时Al2O3和Cr2O3均属于三方晶系结构Al2O3(Hexagonal，R3c，a=4.76，c=13.0)，Cr2O3(Hexagonal，R3c，a=4.96，c=13.5)，其晶格结构相同；离子价态、场强因素和键性等也相似。故Al2O3和Cr2O3可形成任意比例的固溶，即连续型固溶体。(1)Al2O3和Cr2O3可形成置换型固溶体，其模型如图1所示。图1Al2O3-Cr2O3置换固溶体模型有文献指出，Al2O3和Cr2O3发生固溶反应根据Al2O3和Cr2O3比例的不同，可使X射线衍射图谱中最高衍射峰发生偏移，本课题经研究也证明了上述发现，同时提出了利用最高衍射峰偏移量判断铝铬固溶体中氧化铬的固溶比例，同时给出了计算方程式。3、刚玉的制备工艺氧化铝有多种同质异晶体，其中包括α、b、γ、γ′、δ、ζ、ε、θ、h、H、c、和r等，一般可以认为ρ-Al2O3、χ-Al2O3、δ-Al2O3、θ-Al2O3、ε-Al2O3和H-Al2O3实际上是Al(OH)3在加热过程中的过渡相，而α、β和γ是其中最主要的3种。氧化铝的晶型结构不同其性质也不同，外界条件改变时，晶型会发生转变。刚玉的制备过程即为将不同晶型的氧化铝转变为α-Al2O3晶型并发生晶粒长大的烧结过程。刚玉质耐火材料的制备所用的原料一般有工业纯氧化铝、高纯度氧化铝、烧结氧化铝等，同时对纯度要求不高的刚玉质耐火材料也可选用高铝矾土轻烧料或特级矾土等。不同的刚玉制品选用不同规格和不同种类的原料。本课题研究过程中，采用铝铬渣熔融碳化还原法制备电熔刚玉，因其制备工艺流程同棕刚玉类似，特于本小节介绍棕刚玉的冶炼工艺。棕刚玉的冶炼工艺流程如图2所示。棕刚玉是用高铝矾土熟料、炭素材料、铁屑三种原料，按一定比例混匀后加入电弧炉中，于熔融状态下发生一系列反应，冷却后结晶成的棕褐色熔块，其主要化学成分是Al2O3，含量为94.5~97%。冶炼工艺原理主要利用了铝比铁、硅、钛等元素对氧的亲和力强的特性，通过控制还原剂的配入量，实现体系中各组分的可控还原，使铝矾土中的杂质组分被还原，并生成硅铁合金与刚玉熔液分离，从而获得Al2O3含量大于94.5wt.%的棕刚玉。图2棕刚玉的冶炼流程用高铝矾土直接冶炼刚玉，一般对高铝矾土的成分和粒度有较高要求，其中粒度不易过大，一般控制在10~25mm。将高铝矾土、碳质原料和铁屑等混合均匀，置于电弧炉中，于1800~1900℃温度范围内进行还原反应，将杂质元素还原成金属单质，并以沉淀或气态的形式从体系中分离，最终形成Al2O3为主成分，刚玉为主晶相的电熔棕刚玉产品。棕刚玉的冶炼包括四个阶段，分别为开炉阶段、熔炼阶段、控制阶段和精炼阶段，其中熔炼阶段约占冶炼总时长的80%以上，此阶段的主要目的是将炉料高温熔化成液态，使还原反应更加充分，反应产物的分离更加彻底。

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